并网光伏电站检测结果的不确定度分析

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(1.国网青海省电力公司电力科学研究院，青海 西宁 810000；2.国网青海省电力公司检修公司，青海 西宁 810000；3.国网青海省电力公司，青海 西宁 810000)

1 检测方法

根据标准Q/GDW617-2011《光伏电站接入电网技术规定》和Q/GDW618-2011《光伏电站接入电网测试规程》的规定，利用并网光伏电站移动检测平台、Fluke435电能质量分析仪对光伏电站并网性能进行检测，对一台逆变器，在环境温度-5℃～40℃，相对湿度≤80%的条件下，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz。

2 数学模型

测量结果由仪器读数和标准值比较得出：

(1)

Δuh=uh-uhN

(2)

式中：d为仪器侧准确度;uh为第N次电压实际测试值;uhN为第N次电压给定值。

d为第N次电压测量值相对基波的误差，Δuh为某一次电压的测量不确定度。

3 不确定度来源分析

测量不确定度来源较多，一般包括：测量设备、测量环境、测量人员与测量方法。本文测量的不确定度来源包括：

(1) 由并网光伏电站移动检测平台测量重复性引入的标准不确定度分量uAv、uAHZ，采用A类方法评定；

(2)由电能质量分析仪自身准确度引入的标准不确定度分量uBv1、uBHZ1，采用B类方法评定；

(3)由被检测设备准确度等级引入的标准不确定分量uBv2、uBHZ2，采用B类方法评定。

4 标准不确定度评定

(1)重复性实验引入的标准不确定度分量uAv、uAHZ进行重复性实验10次，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz，电能质量分析仪示值如表1、表2所示。

表1 低电压穿越电压跌落重复性测试结果

表2 频率扰动重复性测试结果

通过贝塞尔公式计算出标准不确定度分量uAv、uAHZ为：

(3)

(4)

(2)由电能质量分析仪准确度引入的标准不确定度分量uBv1、uBHZ1。

(5)

②Fluke435电能质量分析仪的频率幅值测试的值引入由仪器自身编号为DA15Z-AK1169的校准报告证书中不确定度为:uBHZ1=0.001Hz。

(3)由逆变器准确度等级引入的标准不确定分量uBv2、uBHZ2。

(6)

(7)

合成标准不确定度评定

标准不确定度各分量是互不相关的，合成标准不确定度采用方和根方法，则电压、频率的合成标准不确定度uCv、uCHZ为：

(8)

(9)

5 扩展不确定度评定及最佳估计值

被检仪器(逆变器)电压最佳估计值通常取算术平均数，最佳估计值为：16421.44V，被检仪器频率最佳估计值为：48.974Hz。

表3 逆变器低电压穿越和频率扰动不确定度汇总表

电压、频率扩展不确定度为：

UHZ=k×0.0095=0.019;k=2

(10)

Uu=k×0.0957=0.019;k=2

(11)

6 检定或校准结果的验证

若用两台检测仪器分别测量得到的结果分别为y1和y2，两台检测仪器的扩展不确定度分别为U1和U2则应满足

(12)

分别用Fluke435与Fluke1760完成低电压穿越电压跌落实验，测得的数据进行比较：对光伏电站并网性能进行检测，对一台逆变器，在环境温度-5℃～40℃，相对湿度≤80%的条件下，低电压穿越电压从35kV跌落至80%、频率从50Hz扰动至49Hz的运行情况进行测试，测试过程中用两套设备同时监测低电压穿越对装置的电压波动情况，所得数据见表4、表5。

表4 低电压穿越电压跌落测试不确定度验证

表5 频率扰动测试不确定度验证

7 结论

电能质量分析仪电压、频率检测的结果最佳估计值为：16421.44V，48.974Hz。其扩展不确定度为：Uu=0.191；k=2、UHZ=0.019；k=2 。

比对证明低电压穿越电压跌落测试数据的绝对差值小于0.086%， 频率扰动测试绝对差值小于0.0014，装置测量不确定度的评定是合理有效的。